Recientes estudios nutricionales señalan la influencia negativa que tienen en el organismo las conocidas como «grasas insaturadas trans». Esta advertencia entra en conflicto con la creencia, bastante extendida en los últimos tiempos —en gran parte por el efecto de la publicidad—, de que las grasas insaturadas son beneficiosas para la salud, por oposición a las grasas saturadas. Intentemos arrojar un poco de luz a la cuestión.
Las grasas saturadas, denominadas así porque en su estructura química no «admiten» más hidrógeno, se caracterizan por estar constituidas por ácidos grasos saturados. Sin entrar en detalles sobre su estructura química, estos ácidos grasos saturados se pueden visualizar como largas cadenas moleculares lineales (En la figura, A). Los ácidos grasos insaturados (En la figura, B y C), se caracterizan por la presencia de una o varias insaturaciones (químicamente, puntos de esas cadenas que «admiten» la adición de hidrógeno). En nuestra visualización, una insturación se traduce en dos giros de 120º consecutivos en un punto de la cadena. Además, son «uniones rígidas», de modo que aparecen dos posibilidades:
a) En el caso de que ambos giros de 120º sean hacia el mismo lado (cis en latín), el motivo estructural resultante es el representado en B. Estas estructuras de cadenas curvadas no se empaquetan con facilidad (pensemos, por ejemplo, en hacer gavillas o en apilar leños de semejante forma). Tal empaquetamiento deficiente en el nivel molecular, se traduce en el nivel macroscópico —en la apariencia de las cosas que vemos con los ojos—, en que este tipo de grasas son normalmente líquidas. Esto es lo que ocurre con los aceites, que generalmente proceden de los vegetales, y en algunos casos, del pescado. Esta propiedad de ser líquidos a temperatura ambiente, hace que estas grasas sean más «fluidas», por así decirlo, y son las que se relacionan con una dieta más sana, niveles más bajos de lipoproteínas de alta densidad (el denominado colesterol «malo»), menor riesgo de problemas cardiovasculares, etc.
b) Cuando ambos giros en la cadena se hacen hacia lados apuestos (trans en latin), el motivo estructural resultante es el representado en C. Las cadenas mantienen la linealidad y se pueden empaquetar bien. Se intercalan sin dificultad en los haces formados por las grasas saturadas (A en la figura) y, como ellas, forman grasas sólidas, que abundan en los tejidos grasos de los animales. Las grasas saturadas, aunque necesarias —son la reserva principal de energía en el cuerpo—, cuando se acumulan en exceso son las principales responsables de la obesidad y de otras enfermedades relacionadas (diabetes, formación de placas de ateroma en las arterias, etc.), por lo que se recomienda controlar su consumo. En el caso de las grasas insaturadas trans, en principio extrañas a nuestro organismo, además de que no poseen las características beneficiosas de los ácidos grasos cis, existe un problema adicional: en el estudio realizado, se alimentaron dos grupos de monos durante seis años, controlando su dieta. El primer grupo, cuya dieta incluía grasas insaturadas cis, aumentó su peso en un 1,8%. El otro grupo, en cuya dieta se incluyeron grasas insaturadas trans, aumentó su peso en un 7,2%, pese a que se esperaba que no hubiese una diferencia apreciable, ya que la ingesta calórica era la misma. El estudio concluye que el consumo de ácidos grasos insaturados trans fomenta el aumento de peso.
¿De donde provienen las grasas insaturadas trans? En primer lugar,del proceso de hidrogenación de los aceites vegetales. Con este proceso químico, los aceites vegetales se «saturan» de hidrógeno, convirtiéndose en grasas saturadas, sólidas. (Son menos saludables, pero dan una apariencia mucho mejor al producto. Nadie se comería a gusto un bollo o una galleta que rezumase aceite, aunque eso es precisamente lo que ocurirría si no se usasen grasas saturadas (o insaturadas trans) en su elaboración. Pensemos en ciertos dulces caseros elaborados con aceite de oliva, que sí tienen ese aspecto oleoso.) En este proceso de hidrogenación, parte de las grasas no se saturan, sino que acaban isomerizándose, que es la palabra usada para designar la transformación de las uniones de tipo cis a las de tipo trans (de B a C, en la figura). En segundo lugar, el calentamiento prolongado de los aceites (por ejemplo, en freidoras) también acaba produciendo estos procesos de isomerización.
Alberto Soldevilla
Categoría: Química
martes, julio 04, 2006
Sobre las grasas insaturadas
lunes, junio 26, 2006
Antibióticos: uso y abuso
La utilización de antibióticos en medicina es uno de los grandes logros del ser humano en el siglo XX. Gracias a su empleo, que comenzó durante la segunda guerra mundial, enfermedades como la tuberculosis, la neumonía o la escarlatina que fueron la primera causa de muerte, son mucho menos graves en la actualidad.
Sin embargo, la batalla contra las enfermedades infecciosas no está ganada. A través de mutaciones, las bacterias han desarrollado resistencias que han reducido la eficacia de los antibióticos, incluso de los más potentes.
Ante estos datos,
Cada vez que tomamos antibióticos sin necesidad, como al usarlos contra infecciones víricas como la gripe, o no completamos un tratamiento adecuadamente, las bacterias que se encuentran de forma natural en nuestro organismo desarrollan resistencias que posteriormente son propagadas.
Los antibióticos han salvado millones de vidas pero debemos consumirlos más prudentemente o pondremos en peligro su benéfica acción.
David Sucunza
Categoría: Medicina
jueves, junio 08, 2006
Gallinas, huevos y la evolución de las especies
Saludos. Lo prometido es deuda, así que ahí va una nueva contribución. (Me ha quedado un poco largo, ya que soy proclive a la textorrea; espero que me disculpéis.) En una entrada anterior, ¿el huevo o la gallina?, surgió un interesante debate, lleno de jugosos comentarios, que finalmente nos condujo al mecanismo de la evolución de las especies. Como es un tema muy interesante y además parece que está de moda cuestionarlo, me voy a arriesgar a opinar (e, inevitablemente, a teorizar) sobre el caso. Es muy posible que cometa errores o demuestre mi falta de conocimiento sobre biología, genética y evolución —entre otros—, pero, por otro lado, quizá pueda estimular un debate aún más interesante, que suscite la participación de los lectores más versados en esta materia. Y hasta podemos llegar a alguna conclusión. Allá voy, pues:
De acuerdo con las teorías científicas vigentes, parece claro que, en la evolución de la protogallina a gallina, o de cualquier especie que evoluciona a otra nueva especie, ha de producirse un cambio genético. Lo que hace a la gallina ser gallina es la carga genética común que comparten todos los individuos de su especie (gallinas si son hembras, gallos si son machos, pero todos con unos genes gallináceos comunes). Según la teoría darwinista más simple (más bien neodarwinista, porque en tiempo de Darwin no se conocía el ADN), habría que pensar que este cambio en el material genético se produce por una mutación aleatoria, transmisible a la descendencia, que por la selección natural que se ejerce sobre las posteriores generaciones de gallinas acabará eliminándose si no conduce a ninguna ventaja adaptativa, o se asimilará al patrimonio genético de la especie en caso contrario.
Siguiendo esta idea, lo más lógico es que la mutación se produzca en las células reproductoras, para que los genes alterados puedan heredarse, lo que es una condición sine qua non. También sería posible que la mutación se produjera en los embriones, a medida que se desarrollan, pero siempre que esta mutación termine pasando a las células reproductoras; de otro modo, tendríamos un individuo mutado, pero cuya descendencia (si acaso el mutante fuera fértil) se compondría de perfectas protogallinas, y fin de la historia. Por un lado, el breve tiempo en el que crecen los embriones hace menos probable la segunda posibilidad, aunque por otro lado, al dividirse las células embrionarias a un ritmo elevado también son más altas las posibilidades de esa mutación aleatoria. Pero de un modo u otro, la mutación ha de acabar en las células heredables, que son las células sexuales. Antes de terminar el párrafo, recordemos un par de cosas importantes: las células sexuales son haploides, lo que significa que tienen n cromosomas, que al unirse a otra célula con n cromosomas durante la fecundación forman un embrión de 2n cromosomas, que luego se multiplicará formando más células con 2n cromosomas, llamadas diploides, que son las más abundantes. No obstante, el embrión en algún momento tiene también que formar algunas células reproductoras con la mitad de cromosomas, n, para transmitirlas a la descendencia, o bien, el embrion tiene que formar células generadoras de células sexuales en la edad adulta. Este interesante proceso —posiblemente no del todo bien conocido en algunas facetas, y en el que probablemente reside el meollo de la cuestión—, se denomina meiosis. Al menos en el hombre, y si no meto la pata, los óvulos —n cromosomas— se forman únicamente en la etapa de embrión, en número de unos 400, mientras que los espermatozoides —también n cromosomas— los generamos en gran número durante gran parte de la vida, lo que por cierto, multiplica las posibilidades de mutaciones en los mismos. Así que yo apostaría por los espermatozoides de los machos como principales proveedores de variabilidad genética, mientras que el óvulo, femenino y nutricio, corresponde al principio conservador (digamos que aporta el chasis y el motor que han demostrado su fiabilidad a lo largo de los eones, mientras que el espermatozoide se encarga de los accesorios y las mejoras técnicas puntuales, haciendo con todo esto una horrenda metáfora). Recordemos también, dicho sea de paso, que durante el proceso en el que los espermatozoides pasan al cuerpo de la hembra inyectados por órganos copuladores en el curso de un acoplamiento —dicho finamente— también hay un proceso de competencia y selección de los espermatozoides; ya sabéis, solo uno puede ganar la carrera.
De este modo, nuestra primera conclusión a la pregunta original de qué fue antes (huevo o gallina), sería que, probablemente, lo primero fue una protogallina fecundada por un gallo cuyo espermatozoide «ganador» estaba mutado, de cuyo huevo nacería la primera gallina. Es decir, que no podemos optar por huevo o gallina de modo claro y tajante, pero podemos explicar cómo ocurrió, que al final es lo que tiene contenido, lo sustancioso.
Sin embargo, volviendo a teorizar sobre la evolución, un planteamiento tan simple como el anterior no es plenamente satisfactorio y pone de manifiesto varios problemas. Si la evolución es así, simplemente aleatoria, las posibilidades de éxito evolutivo son muy pequeñas —podría aducirse que la evolución se produce en una escala de tiempo que no podemos imaginar adecuadamente, y al final es capaz de abrirse camino—. Sin embargo, no se han hallado fósiles de todos los «experimentos fallidos» de la naturaleza, que de actuar de un modo totalmente aleatorio, deberían haberse producido en un número considerable.
Además, hay caracteres genéticos que se pueden transmitir sin que se manifiesten. Recordemos que tenemos dos copias de cada gen, una que proviene de la madre y otra que viene del padre. Hay caracteres dominantes que se manifiestan con solo tener una copia, pero también los hay recesivos que requieren las dos copias para manifestarse. Otras veces, la cosa se queda a medias (recordemos la herencia mendeliana y todo aquello). Así que podría haber sido necesario esperar a varias generaciones después de la mutación protogallinácea para que, en un individuo dado, coincidiesen las dos copias del gen mutado, y muchas generaciones más para que ese gen (en caso de que resultase útil y, por tanto, fuese seleccionado) se extendiese en un número suficiente de individuos. Para acabar de rizar el rizo, y si no recuerdo mal cómo funciona el proceso de meiosis, hay una parte del material genético heredado que se pierde cada vez que se forma una célula sexual —en concreto, la mitad; lo correspondiente a n cromosomas, cumpliendo que n = 2n - n—. En este proceso, se remezclan y reparten fragmentos del ADN de los abuelos para hacer las células que potencialmente sirven para «hacer» nietos. Algo así como barajar las cartas antes de una nueva partida. Pero claro, esto implica que un 50% de las mutaciones, por muy interesantes que sean, se pierden por el camino, si no opera ningún mecanismo de selección genética durante la meiosis.
La realidad, pues, parece ser bastante más compleja que la idea de las «mutaciones aleatorias» sin más ni más. No hay que olvidar lo poco que se sabe, pese a todo lo que se habla de ello, sobre el ADN y sus funciones. La mayor parte del genoma humano no tiene función conocida (no codifica proteínas, y a veces se le ha denominado ADN «basura»). Se sospecha que puede intervenir en la regulación de la expresión genómica, y podría tener una importancia vital para poder entender cómo se produce la evolución de las especies.
Pese a lo arriesgado de la maniobra y a mis limitados conocimientos, voy a lanzar una hipótesis, para que pueda ser criticada por los lectores. En mi opinión, la aparición de una nueva especie no se produce de un modo totalmente abrupto (algo así como protogallinas que de repente empiezan a poner huevos de gallina, hasta que las primeras se extinguen y solo quedan las segundas), sino que se produce un «salto» genético más o menos gradual, iniciado por algún tipo de mutación, que se sigue de un fluir y refluir de los genes a través de varias generaciones de individuos, hasta que por selección se acaba estabilizando o se elimina. O sea, no una evolución individual, que acaba imponiéndose como especie independiente, sino una especie de «evolución en grupo» dentro de un conjunto de individuos relacionados. Intentaré aclararlo un poco más:
Pensemos en la aparición de gallinas (una especie nueva) por evolución de las protogallinas. Podemos pensar en dos posibilidades:
- Las nuevas gallinas son capaces de cruzarse con las protogallinas (o sea, la especie nueva y la vieja son interfértiles). En este caso, el nuevo material genético introducido en la especie preexistente se extenderá por ella y se seleccionará (se estabilizará y mantendrá si resulta útil para la adaptación, se eliminará en caso contrario). Al distribuirse el gen alterado en las generaciones siguientes, podrían aparecer individuos sin el gen (protogallinas puras), o con solo una copia del mismo (procedente del padre o de la madre), o con ambas copias. Con el tiempo, y si el nuevo gen es útil, los individuos con las dos copias del gen acaban imponiéndose como nueva especie (al menos, en el espacio ecológico donde ese nuevo gen resulta beneficioso).
- La especie nueva no puede cruzarse con la vieja. Esto suele ocurrir cuando el número de cromosomas varía. Si no me equivoco, este es el caso de los primates superiores y el hombre, en el que, en algún momento de la evolución humana, dos cromosomas de simio se fusionaron en uno. En este caso, la aparición de un único individuo mutado no es suficiente, ya que este se extinguiría sin descendencia. Es necesario que la alteración (que casi siempre será cromosómica) se dé con cierta frecuencia en esa especie, para alcanzar cierto procentaje de la población con esa alteración. Este tipo de procesos son posibles: pensemos en la trisomía del par 23 en humanos, que produce el síndrome de Down, con unas consecuencias bastante bien definidas (o sea, que no pueden obedecer a una alteración aleatoria). Existen otros síndromes de este tipo, que corresponden a alteraciones en el número de cromosomas. Aún la cosa se puede complicar más, aunque en este caso el hombre —al menos, en la actualidad— no participa en ello: algunas especies con distinto número de cromosomas sí son interfértiles, y generan híbridos. Un caso típico de híbridos es el de las mulas y los burdéganos. Estos animales tienen un número de cromosomas 2n impar, por lo que no pueden dividirse convenientemente para tener descendencia. Sin embargo, aunque no puedan reproducirse, existen, y están sujetos a alteraciones genéticas. En algún momento, podría surgir un nuevo tipo de mula que fuera fértil, bien con otra mula, o con un burdégano, o con un caballo, o con un asno. De este modo, la evolución daría otro pequeño salto.
Este último caso, ilustra cómo la evolución podría no estar marcada únicamente por el carácter aleatorio de las mutaciones, y que ciertas alteraciones puedan ser más frecuentes que otras. La hibridación, especialmente, es un ejemplo de cómo la evolución puede estar de algún modo dirigida: al hibridar el material genético de dos especies, el resultado de tal «asociación» suele ser mejor que cualquiera de los progenitores por separado (acabo de leer que las mulas son más listas que caballos y asnos).
Bueno, espero no haber metido mucho la pata (o sea, no toméis al pié de la letra todo lo que he dicho). Además, hay muchas lagunas en los conocimientos actuales (por supuesto, me refiero a los conocimientos de verdad, y no a deleznables zarandajas creacionistas o semejantes). Para los que quieran informació seria y fiable, aquí van los links de la Wikipedia sobre evolución, especiación y neodarwinismo. Al menos espero haber transmitido la idea de que la evolución es una cosa muy seria y compleja, sobre la que sabemos mucho, pero desconocemos aún más. Así que abandonemos cualquier aspiración de dar una respuesta simple y taxativa a preguntas como «¿qué fue antes, el huevo o la gallina?»
Alberto Soldevilla
Categorías: Biología, Ciencia
La estructura de las proteínas
La secuenciación del genoma humano, aún siendo un hito en la historia humana, sólo encontrará verdadero significado cuando se puedan convertir las secuencias génicas en secuencias y estructuras de proteínas. Esto permitirá desentrañar el origen del desarrollo de un organismo con la formación de partes que no están presentes como tales en el embrión. Este desarrollo se produce en niveles sucesivos: el plegamiento de las secuencias de aminoácidos para formar estructuras globulares, las interacciones entre proteínas y otros componentes para formar orgánulos celulares, la interacción entre células para formar órganos y seres vivos. El principio de todas estas estructuras se halla escondido en las secuencias de aminoácidos. En un sentido muy concreto, el sentido de la vida debe buscarse en este nivel de organización química, en particular en la relación existente entre la estructura lineal de la proteína y la estructura tridimensional (también conocida como estructura nativa) presente en los seres vivos.
El conocimiento de los mecanismos en que se basa el plegamiento permitiría predecir la estructura nativa a partir de la secuencia de sus aminoácidos. Desafortunadamente, aún no es posible predecir de forma general la estructura (y función) de una proteína a partir de su secuencia lineal. Sin embargo, sí se ha encontrado solución al problema inverso, es decir, dada una estructura nativa, podemos averiguar la secuencia lineal de los aminoácidos que la componen. Un paso más en el conocimiento de los mecanismos que hacen funcionar a los seres vivos.
martes, junio 06, 2006
La brújula
Todo el mundo sabe qué es una brújula. Un artilugio que contiene una aguja imantada que siempre marca el norte. Durante siglos fue un instrumento imprescindible en la navegación y todavía hoy puede sernos muy útil si somos aficionados a caminar por el monte.
Es probable que muchos lectores conozcan su origen. Como la imprenta o la pólvora, fue inventada por los chinos y traída a Europa por los árabes. Por ejemplo, ya en el siglo XIII era de uso común entre los marinos del mediterráneo que echaban agujas imantadas en recipientes con agua para conocer la dirección norte-sur.
Pero, ¿alguien puede decir por qué la obstinada aguja de la brújula se empeña en mirar siempre al norte? La respuesta es que se alinea con las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.
El núcleo de La Tierra está compuesto de hierro en casi un 80%. Debido al enorme calor del interior de nuestro planeta, este hierro permanece fundido y en continuo movimiento. El flujo de metal líquido genera una serie de campos eléctricos que a su vez crean campos magnéticos. Así, se puede decir que el núcleo terrestre es una dinamo a escala gigantesca.
Terminaremos diciendo que no solamente los humanos nos servimos del campo magnético terrestre. Muchos animales lo utilizan como sistema natural de orientación en sus viajes migratorios. Y todavía más importante, actúa como un enorme escudo que protege a todos los seres vivos de las partículas cósmicas que bombardean constantemente nuestro planeta.
David Sucunza
Categoría: Geología
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